永磁同步电机无速度传感器矢量控制系统设计与实现

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1、分类号学号M201272204学校代码10487密级硕士学位论文永磁同步电机无速度传感器矢量控制系统设计与实现学位申请人：周捷学科专业：控制科学与控制工程指导教师：赵金教授答辩日期：2015年5月27日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterDesignandImplementationoftheSpeedSensorlessVectorControlSystemofPermanentMagnetSynchronousMotorStudent:JieZhouMajor:ControlS

2、cienceandControlEngineeringSupervisor:Prof.JinZhaoHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay27,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已标明引用的内容外，本论文不包含任何其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学

3、校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。p（请在以上方框内打“”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要永磁同步电动机具有结构简单、效率高、功率密度高以及调速范围宽的特点，广泛应用于中小型运动控制系统及高性能控制场合。永磁同步电机调速系统中，一般采用光电编码器或者旋转变压器来检测转子速度

4、，但是速度传感器存在着增加电机体积、增加成本、降低系统鲁棒性等缺点，这使得永磁同步电机无速度传感器技术成为近年来的研究热点。本文围绕永磁同步电机无速度传感器技术及其相关问题，进行了理论研究与物理实现。阐述了永磁同步电机矢量控制原理，并在此基础上设计了两种初始位置辨识方法：第一种是脉冲电压注入方法，基于电机磁饱和效应，采用角度搜索逼近方式，可通过更多次数的逼近来提高辨识精度；第二种是高频信号注入方法，基于电机凸极效应，高频信号选择脉振高频电压信号，辨识不依赖于参数和电机模型，精度较高。设计了一种高低速分开估算的全速段无速度传感器算法：低速采用高频注入法，中高速采用基于电压模型的方法，二者之间

5、的切换采用线性过渡方式。高频注入法不依赖于电机参数和运行工况，能够利用凸极性在零频和低频有效的提取转子位置信息；电压模型的方法基于电机基波激励方程，具有良好的动态性能，二者有效结合使永磁同步电机调速系统性能大大提升。在基于TMS320F28062的DSP芯片上设计了驱动控制软件，进行了永磁同步电机无速度传感器矢量控制系统的实验。实验结果表明了两种初始位置辨识算法都具有较高的辨识精度，无速度传感器系统在稳态性、动态性、低频性和抗扰性这四个方面都具有良好的表现，证明了所提出方法的有效性和较高的工程实用价值。关键词：永磁同步电机，无速度传感器，初始位置辨识，TMS320F28062I华中科技大学

6、硕士学位论文AbstractPermanentmagneticsynchronousmotor(PMSM)iswidelyusedinmedium-andlow-scalemotioncontrolsystemsandhighperformancerequiredapplicationfieldsforitsout-standingcharacteristicssuchascompactsize,highefficiency,highpowerdensityandwidespeedrange.Photoelectricencodersorresolversarecommonlyusedto

7、measurethespeedoftheshaftinPMSMcontrolsystems,however,severaldrawbacksareintroducedbythesespeedsensors,suchasincrementofmotorsizeandprice,degradationofrobustnessofthewholesystem.Asaresult,sensorlesscontrolofPMSMh